麒麟970：在CPU里集成NPU

蘋果新款iPhone發(fā)布前夕，華為搶先發(fā)布了新一代系統(tǒng)級(jí)芯片麒麟970。華為把麒麟970稱為“首款人工智能(AI)移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)”，以凸顯華為在AI領(lǐng)域的領(lǐng)先性。

9月2日，在2017年德國(guó)柏林國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì)上，華為發(fā)布人工智能芯片麒麟970。首款采用麒麟970的華為手機(jī)Mate 10，將在10月16日在德國(guó)慕尼黑正式發(fā)布。

華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東在接受路透社采訪時(shí)稱，華為的新款芯片麒麟970，為即將推出的旗艦機(jī)型Mate 10和其他高端手機(jī)提供更快的處理速度和更低的功耗。余承東還稱，他相信這將使它勝過蘋果9月12日推出的iPhone 8以及三星今年發(fā)布的旗艦機(jī)。

設(shè)立專門的AI硬件處理單元

芯片是手機(jī)的大腦。麒麟970芯片最大的特征，是設(shè)立了一個(gè)專門的AI硬件處理單元—NPU(Neural Network Processing Unit，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò))，用來處理海量的AI數(shù)據(jù)。

業(yè)內(nèi)人士介紹，以往的手機(jī)芯片普遍是以CPU(中央處理器)/GPU(圖形處理器)/DSP(數(shù)字信號(hào)處理)為核心的傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)，但這種架構(gòu)難以支持AI海量數(shù)據(jù)計(jì)算。為此，麒麟970中單設(shè)了一個(gè)專門的AI硬件處理單元，為CPU、GPU等架構(gòu)減負(fù)，目的都是為提高應(yīng)用效率和降低能耗。

這道理跟當(dāng)初在CPU和GPU之外，增加DSP等架構(gòu)設(shè)計(jì)的初衷一樣，都是為了分擔(dān)主系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

據(jù)華為官方介紹，華為麒麟970首次集成NPU采用了HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，其AI性能密度大幅優(yōu)于CPU和GPU。相較于四個(gè)Cortex-A73(移動(dòng)處理器龍頭ARM去年推出的旗艦機(jī)CPU)核心，在處理同樣的AI應(yīng)用任務(wù)時(shí)，麒麟970新的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)擁有大約50倍能效和25倍性能優(yōu)勢(shì)。這意味著，麒麟970芯片可以用更高的能效比完成AI計(jì)算任務(wù)。例如在圖像識(shí)別速度上，可達(dá)到約2000張/分鐘，遠(yuǎn)高于業(yè)界同期水平。

華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東展示麒麟970芯片。

采用寒武紀(jì)授權(quán)IP

值得一提的是，華為定位高端的手機(jī)，以往多是采用自家的海思麒麟芯片。但這次的麒麟970采用的并非華為自己的人工智能相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而是國(guó)內(nèi)智能芯片公司寒武紀(jì)的AI授權(quán)IP。

寒武紀(jì)號(hào)稱打造出了全球首個(gè)能夠“深度學(xué)習(xí)”的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”處理器芯片。中科院計(jì)算技術(shù)研究所的陳天石和陳云霽兄弟倆就是寒武紀(jì)芯片的核心研發(fā)者。

“我們與寒武紀(jì)團(tuán)隊(duì)共同面向終端，在AI方面進(jìn)行了聯(lián)合開發(fā)與優(yōu)化。麒麟970創(chuàng)新設(shè)計(jì)了HiAI移動(dòng)計(jì)算架構(gòu)，利用最高能效的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)來最大發(fā)揮CPU/GPU/ISP/DSP/NPU的性能，同時(shí)首次集成NPU專用硬件處理單元，其加速性能和能效比大幅優(yōu)于CPU和GPU。”一位華為內(nèi)部人士對(duì)澎湃新聞?dòng)浾哌@樣解釋。

據(jù)澎湃新聞?dòng)浾吡私猓谌斯つ苎芯糠矫?，華為布局很早。華為的諾亞方舟實(shí)驗(yàn)室主要進(jìn)行人工智能算法的研究、管理AI的技術(shù)合作、識(shí)別AI主要應(yīng)用場(chǎng)景和需求管理等。華為還與加州大學(xué)伯克利分校宣布開展人工智能基礎(chǔ)研究的戰(zhàn)略合作。

一位芯片業(yè)人士對(duì)澎湃新聞?dòng)浾弑硎荆捎煤浼o(jì)的IP授權(quán)，原因可能有兩個(gè)。一個(gè)是華為想打造一個(gè)開放的生態(tài)，采用自家芯片，在爭(zhēng)取AI開發(fā)者上不太有利;另外一個(gè)可能是，AI技術(shù)集成在手機(jī)芯片里還是相當(dāng)復(fù)雜的，華為自家的AI技術(shù)可能來不及了。

一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的手機(jī)芯片主要包括CPU/GPU/DSP/ISP，以及基帶芯片等諸多部件。這次麒麟970依然內(nèi)置了八核CPU，與上一代麒麟960相比沒有任何變化。在GPU上，麒麟970則用上了ARM在今年5月剛剛發(fā)布的Mali-G72架構(gòu)，性能較Mali-G71有所提升，此外，在核心數(shù)上，麒麟970的GPU也從麒麟960的8核增加到了12核。

在基帶芯片上，華為發(fā)揮了自己作為通信設(shè)備廠商的優(yōu)勢(shì)。麒麟970直接大跨步支持LTE(4G)Cat.18(網(wǎng)速等級(jí))，最高下載速度可達(dá)了1.2Gbps，應(yīng)該是領(lǐng)跑業(yè)界。

盡管在CPU和GPU沒有特別大的驚喜，但由于麒麟970采用10納米制程，也會(huì)提升整體性能。余承東表示，麒麟970的能耗比提升了20%。

華為的人工智能戰(zhàn)略

不只是智能芯片，在9月2日的主題演講中，余承東還全面闡釋了華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)的人工智能戰(zhàn)略。

余承東表示：“未來的智慧終端想要不斷地發(fā)展，相應(yīng)的人工智能體系一定既要充分發(fā)揮終端自身的能力和價(jià)值，也要結(jié)合大數(shù)據(jù)和云技術(shù)帶來的海量信息、服務(wù)和超強(qiáng)計(jì)算力，人工智能在未來終端上的實(shí)現(xiàn)必須通過端云協(xié)同，這也是我們當(dāng)前戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)。”

余承東在演講中提出，云側(cè)智能經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是云側(cè)智能的體驗(yàn)并不是完整的。在用戶體驗(yàn)方面，還存在著不夠?qū)崟r(shí)、隨時(shí)、穩(wěn)定性和隱私方面的問題，而端側(cè)智能可以實(shí)現(xiàn)同云端智能的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。端側(cè)智能強(qiáng)大的感知能力是手機(jī)成為人的分身和助手的前提，擁有了大量實(shí)時(shí)、場(chǎng)景化、個(gè)性化的數(shù)據(jù)，在強(qiáng)勁持久的芯片處理能力支持下，終端就能具備較高的認(rèn)知能力，真正做到為用戶提供個(gè)性化、直達(dá)服務(wù)，同時(shí)大幅提升了隱私數(shù)據(jù)本地處理的安全性。

從余承東的表態(tài)看，麒麟970發(fā)布后，華為終端營(yíng)銷應(yīng)該會(huì)把“AI”作為突出賣點(diǎn)，并且圍繞AI開始構(gòu)建生態(tài)。

在人工智能時(shí)代，理想的狀況是智能終端將變成人的助手，真正實(shí)現(xiàn)“知你”、“懂你”、“幫你”。這就要求人工智能技術(shù)不斷演進(jìn)，不僅是被動(dòng)響應(yīng)用戶的需求，更能夠主動(dòng)感知用戶狀態(tài)和周邊環(huán)境，并提供精準(zhǔn)服務(wù)的全新交互方式。